靜電放電ESD三種模型及其防護（hù）設（shè）計

ESD：Electrostatic Discharge，即是靜電放電，每（měi）個從事硬件設計和生產（chǎn）的工程師都必須掌握ESD的相（xiàng）關知（zhī）識（shí）。為了定量表征ESD特性，一般將ESD轉化（huà）成模型表達方式，ESD的模型有很多種，下麵介紹常用的三種：

1．HBM：Human Body Model，人體模型：(1500Ω±10％ / 100PF±10％)    該模型表征人體帶電接觸器件放電，Rb為等效人體電（diàn）阻，Cb為等效人體電容。等效電路如下圖。圖中同時給出了（le）器（qì）件HBM模型的ESD等級。

2．MM：Machine Model，機器模型：(0Ω±10％ / 200PF±10％)    機器模型的等效電路與人體模型相似，但（dàn）等（děng）效電容（Cb）是200pF，等效電阻為0，機器模型與（yǔ）人體模型的差異較大，實際（jì）上機器的儲電電容變化較（jiào）大，但為了描述的統一，取200pF。由（yóu）於機器模型放電時沒有電阻（zǔ），且儲電電容大於人體模式，同等電壓對器件的損（sǔn）害，機（jī）器模式遠（yuǎn）大於人體模型。

3．CDM：Charged Device Model，充電器件模型：
半導體器件主要采用三種封裝型式（金屬、陶瓷、塑料）。它們（men）在裝配（pèi）、傳遞、試驗、測試、運輸及存貯過程中，由（yóu）於管殼與其它（tā）絕緣材料（如包裝用（yòng）的（de）塑料袋、傳遞用的（de）塑料容器等（děng））相互磨擦，就會使管殼帶（dài）電。器件本身作為電容（róng）器的（de）一個極板而存貯電荷。CDM模型就是基於已帶電的器件通過管腳與地接觸時（shí），發生對地放電引（yǐn）起（qǐ）器件失效而建立的，器件帶電模型如下：

器件的ESD等級一般按以上三種模型測試，大部分ESD敏感器（qì）件手冊上都有器件的ESD數據，一般給出的是HBM和MM。
通過器件的ESD數據可（kě）以了解（jiě）器件的ESD特性（xìng），但要注意，器件的每個管腳的ESD特性差異較大，某些管腳的ESD電（diàn）壓會特別低，一般來說，高速端口（kǒu），高阻輸入（rù）端（duān）口（kǒu），模擬端口ESD電壓會比較低。
ESD防護是一項係統工（gōng）程，需要各個環節的控製。下圖是一個ESD防護的流程圖：

ESD防護設計可分為（wéi）單板防護（hù）設計（jì）、係統防護設計、加工環境設計和（hé）應用環（huán）境防護設（shè）計，單板防護設計（jì）可以提高單板ESD水平，降低係統（tǒng）設計難度和係統（tǒng）組裝的靜電（diàn）防護要求。當係統設計還不能滿足要求時，需要進行應用環境設（shè）計防護設（shè）計。ESD敏（mǐn）感器件在裝聯和整機組裝時，環境的ESD直接加（jiā）載到器件，所以（yǐ）加工環境的ESD防護是至關重要（yào）的。
一（yī）般整機、單板、接口的接觸放電應達到±2000V（HBM）以上的防護要求。器件的ESD防護設計是在器件不能滿足ESD環境要求的情況下，通過衰（shuāi）減加到器件上的ESD能量（liàng）達到保護器件的目的。ESD是電荷放電，具有電壓高，持續時間短的特點（diǎn），根據這些特點，ESD能量衰減可通過電（diàn）壓限製、電流限製、高通濾波、帶通濾（lǜ）波等方式實現，所以防護電路的形式多種多樣（yàng）。